科技成果

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成果名称: 超高精度两自由度伺服定位平台

成果登记号: 9612018J0140

第一完成单位: 西安电子科技大学

联 系 人: 朱桐

成果类型: 基础理论

成果体现形式 : 其他

技术领域: 其他

应用行业: 制造业

成果简介:

以"高档数控机床与基础制造装备"科技重大专项和国家自然科学基金委"纳米制造的基础研究"重大研究计划为背景,针对高精度制造装备中的共性关键技术之一--超精密伺服定位,本项目将研发一部高精度两自由度柔性伺服定位平台,要求平台沿每个轴的运动范围大于2mm、定位精度优于100nm,并具有低应力水平和良好的动态特性,该平台将服务于我国超高精度制造产业,推动传统产品的升级换代和新一代产品的研发。

项目研究了柔性伺服定位平台的构型综合、优化设计、高精度伺服控制,实现高品质力和运动的传递;结合动态迟滞非线性模型和鲁棒控制策略,提高了伺服定位平台的控制精度;加工制作了实物样机,测试达到了精度要求。具体为:

(1) 柔性伺服平台的构型综合:针对典型制造装备的使用需求,以柔性单元的运动特性和约束特性为出发点,完成具有低交叉耦合的两自由度柔性机构构型综合,并在特性比较的基础上完成构型选择。

(2) 基于通用模型的柔性平台精细建模:对所得到的柔性伺服平台构型,将运用我们提出的通用模型方法进行运动静力学、动力学、运动精度和工作空间等方面的精细建模和仿真分析。

(3) 柔性伺服平台的优化设计,并运用有限元分析软件对优化结果进行仿真验证。

(4) 柔性伺服平台的控制策略:对压电叠堆作动器进行准确的非线性建模分析,研究能消除其迟滞特性的控制策略,并开发相应的控制器模块。

(5) 原型样机与实验: 设计并加工实验样机,搭建实验测试系统;进行样机调试和性能检验;对柔性伺服平台进行系统的实验研究。

 项目完成情况及主要技术、经济指标完成情况:

研制了两自由度柔性伺服平台样机一部;

运动范围大于2mm;

定位精度优于100nm;

已授权发明专利3项,申请发明专利4项;

发表SCI检索论文5篇、EI检索论文6篇。